JP3157217B2 - エンジンのスロットル弁駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスロットル弁の駆動装置
に関するものである。

【０００２】

【従来技術】最近のエンジンでは、スロットル弁をモ−
タにより駆動するようにしたものが多くなっている。こ
の場合、モ−タの故障時等に対応すべく、アクセルを全
閉位置に戻したときはスロットル弁も全閉位置となるよ
うなフェイル対策が望まれる。

【０００３】上述のフェイル対策を行なったものとし
て、実開昭６３−１５６４３７号公報に示すようなもの
がある。この公報記載のものでは、アクセルと連動した
アクセルリンクと、モ−タにより駆動されるモ−タレバ
−と、スロットル弁と連動する係合部材とを設けて、ア
クセルリンクに形成された最大開度規制部と最小開度規
制部との範囲で係合部材を動き量を規制しつつ、モ−タ
レバ−を介して、係合部材すなわちスロットル弁をアク
セル開度に応じた開度となるように駆動するようにして
ある。

【０００４】そして、アクセルリンクを第１スプリング
によってアクセル戻り方向へ付勢する一方、この第１ス
プリングよりも小さい付勢力とされた第２スプリングに
よって係合部材をスロットル弁開方向へ付勢するように
してある。これにより、アクセルを全閉位置に戻したと
きは、第１スプリングが第２スプリングに抗してアクセ
ルリンクしたがって係合部材をスロットル弁閉方向へと
戻して、スロットル弁が全閉位置とされる。

【０００５】上記公報記載のものでは、モ−タリンクす
なわちモ−タは、もっぱら係合部材をスロットル弁閉方
向へと戻すための駆動源として用いられ、スロットル弁
を開く方向の係合部材の動きは第２スプリングにゆだね
られることになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報記載のものでは、フェイル時以外の正常状態におい
て、係合部材とモ−タリンクとを常に一体動させようと
するためには、モ−タリンクを係合部材に当接させるよ
うにモ−タを駆動させる必要がある。しかしながら、こ
のようなモ−タの制御は、モ−タ制御がサ−ボ制御系に
よって制御される関係上、モ−タリンクと係合部材とが
当接したときに該両者が離れるように、またモ−タリン
クと係合部材が離れたときは該両者が当接するような制
御を行なうことになる。このようなことは、いわゆるモ
−タのハンチングを生じることになり、このようなハン
チングはスロットル弁すなわちアクセルが全閉のときに
顕著になる。

【０００７】上記ハンチング防止のために、モ−タリン
クと係合部材とが当接した時点でモ−タの通電をカット
することが考えられる。しかしながら、この場合は、モ
−タへの通電カットの後に、モ−タリンクと係合部材と
が離間されたときに、モ−タリンクを一端係合部材に当
接させてモ−タの位置合せを行なった後、アクセル開度
に応じたモ−タの制御を行なうことになり、制御の精度
上および応答性の上で事実上採用不可能となる。

【０００８】前記最小開度規制部は、リンプフォ−ム、
すなわちモ−タ故障時でも必要最小限の走行ができるよ
うにスロットル弁をアクセル開度に応じて開けるための
ものであるが、モ−タレバ−が係合部材に当接した状態
で固着故障、すなわちモ−タの回転が不能になったよう
な故障時は、アクセルを開いて最小開度規制部でもって
係合部材をスロットル弁開方向に強制的に変位させよう
としても、モ−タが一種のロック部材として機能してし
まうので、このような場合におけるリンプフォ−ムを得
ることが不可能になる。

【０００９】本発明は以上のような事情を勘案してなさ
れたもので、スロットル弁の開度をモ−タによって制御
するようにしたものを前提として、アクセルを全閉とし
たときにスロットル弁を確実に全閉とするフェイル対策
と、モ−タのハンチング防止と、故障時の確実なリンプ
フォ−ムとが得られるようにしたスロットル弁の駆動装
置を提供することを目的とする。

【００１０】上記目的を達成するため、本発明にあって
は次のような構成としてある。すなわち、アクセルと連
動し、最大開度規制部と最小開度規制部とを有する第１
部材と、前記第１部材をアクセル戻り方向に付勢する第
１スプリングと、スロットル弁と連動し、前記最大開度
規制部と最小開度規制部との間で変位可能とされた第２
部材と、モ−タによって駆動され、前記第２部材に対し
てスロットル弁閉方向から作用される第３部材と、前記
第１スプリングよりも小さい付勢力とされ、前記第３部
材に対して所定範囲前記第２部材がスロットル弁開方向
へ動き得るように連結すると共に、該第３部材の動きに
前記第２部材を追従させる第２スプリングと、を備えた
構成としてある。

【００１１】前記第２スプリングによって前記第２部材
と第３部材とを弾力的に連結して、該第２スプリングの
弾性変形し得る範囲において前記第２部材が第３部材に
対してスロットル弁開方向に所定範囲相対変位し得るよ
うにすることができる。

【００１２】また、前記第３部材を、前記第２部材にス
ロットル弁閉方向から当接される第４部材と、前記モ−
タにより駆動されて該第４部材に対してスロットル弁開
方向から当接される第５部材との分割構成とする一方、
前記第２スプリングを、前記第２部材と第４部材とを当
接させる第３スプリングと、前記第４部材と第５部材と
を当接させる第４スプリングとの分割構成とすることが
できる。

【００１３】

【発明の効果】本発明によれば、アクセル開度に応じて
変位される第１部材の最大開度規制部ががスロットル弁
の最大開度を決定する一方、最小開度規制部がスロット
ル弁の最小開度を決定する。最大と最小との開度が規制
された範囲でモ−タによって第３部材を変位させると、
第２スプリングによって第３部材に対して第２部材すな
わちスロットル弁が一体的に追従する。第３部材の変位
位置がアクセル開度に応じた位置となるようにモ−タを
制御することによって、スロットル弁開度がアクセル開
度に対応したものとなる。

【００１４】アクセルを全閉としたとき、第２スプリン
グに抗して第１スプリングが強制的に第２部材をスロッ
トル弁全閉位置とするので、モ−タ故障時のフェイル対
策が図られる。

【００１５】第２部材と第３部材とは、第２スプリング
によって常に一体動するように関連ずけられるので、モ
−タは該両者の一体関係を維持するために駆動する必要
がなくなり、モ−タのハンチングが防止される。

【００１６】モ−タがフリ−回転し得る状態で故障した
場合は勿論のこと、モ−タが回転不能な固着状態で故障
したときでも、アクセル開度に応じた第１部材の最小開
度規制部によって、第２部材が強制的にスロットル弁開
方向へと変位されて、リンプフォ−ムが得られる。

【００１７】第２部材が第３部材に対して所定範囲スロ
ットル弁開方向へ動き得ることが上記リンプフォ−ムを
得るためのものとなるが、請求項２に記載されたような
構成とすることにより、極めて簡単な構成とすることが
できる。

【００１８】請求項３に記載されたような構成とするこ
とにより、第３および第４の各スプリングの弾性変形と
いうものを何等生じさせることなく第２部材と第４部材
と第５部材とが一体動されて、モ−タによる第２部材す
なわちスロットル弁の駆動制御を精度よく行なうことが
できる。

【００１９】

【実施例】以下本発明の実施例を添付した図面に基づい
て説明する。図１において、１は第１部材、２は第２部
材、３は第３部材である。第１部材１は、ワイヤ４を介
してアクセル５と連結される一方、第１スプリング６に
よってアクセル戻り方向に付勢されている。これによ
り、第１部材１は、アクセル５の操作量すなわちアクセ
ル開度に応じた変位位置となる。実施例では、理解を容
易にするため各部材１、２、３を上下方向にストロ−ク
するものとして示してあり、アクセル開度が大きくなる
ほど第１部材１の上方への変位量が大きくなる。図１で
は、ＳＦＣとして示す線がスロットル弁全閉に対応した
第１部材１の位置を示し、したがって図１では、アクセ
ル５が踏込み操作されて、図中Ｌとして示す変位量だけ
第１部材１がスロットル弁全閉位置から変位したときを
示してある。第１部材１は、最大開度規制部１ａと、そ
の下方において最小開度規制部１ｂとを有する。

【００２０】第２部材２は、スロットル弁７の回動軸す
なわちスロットル軸８と連結されて、当該スロットル弁
７と連動されている。この第２部材２は、図１ではスロ
ットル弁７の全閉位置に対応しており、第２部材２が上
方へ変位するにしたがってスロットル弁７の開度が大き
くなる。この第２部材２は、上記２つの規制部１ａと１
ｂとの間で動き得るようにされ、アクセル５およびスロ
ットル弁７が共に全閉のときは、最小開度規制部１ｂが
第２部材２の若干下方に位置している。このような第２
部材２の所定以上の上方への変位は、最大開度規制部１
ａに当接されることにより規制される。また、第１部材
１が上方へ変位して、最小開度規制部１ｂを介して第２
部材２を上方へ押圧変位させることも可能になってい
る。第２部材２のうち、最大開度規制部１ａに当接され
る当接部を符号２ａで、また最小開度規制部１ｂに当接
される当接部を符号２ｂで示してある。

【００２１】第３部材３は、モ−タ９によって図中上下
方向に駆動される。第３部材３は、第２部材２に対し
て、所定間隔あけて上方に配置されている。この第２部
材２と第３部材３との間には、第１スプリング６よりも
小さい付勢力とされた第２スプリング１０が架設されて
いる。これにより、第３部材３の上下動に対して、第２
部材２したがってスロットル弁７が連動し、また、第２
スプリング１０の弾性変形し得る範囲で、第２部材２は
第３部材３に対して、上方すなわちスロットル弁７が開
く方向に相対変位可能である。

【００２２】以上のような構成において、アクセル５を
踏込み操作すると、この踏込み操作量すなわちアクセル
開度に対応した位置にまで第１部材１が上方へ変位され
る。このアクセル開度に応じた位置となるようにモ−タ
９が駆動制御されて、第３部材３がアクセル開度に応じ
た位置にまで上方へ変位される。このモ−タ９すなわち
第３部材３の上方への変位位置は、アクセル開度に応じ
たものとなる。

【００２３】第３部材３の上方への変位に応じて、第２
スプリング１０によって第２部材２が第３部材３の動き
に追従して上方へ変位する。すなわち、第２部材２が第
３部材３の動きに追従する。第２部材２の動きはスロッ
トル弁７の開度となるので、結局、スロットル弁８は、
アクセル開度に応じた開度となる。

【００２４】なお、図１では、アクセル５を踏込み操作
した瞬間の状態を示しており、この状態から即座に第３
部材３したがって第２部材２が図中上方へ向けて変位さ
れる。ただし、ストロ−ク量Ｌを越えて上方へ変位する
ことは、第２部材２の当接部２ａが、第１部材１の最大
開度規制部１ａに当接することにより規制される（第１
スプリング６の付勢力が第２スプリング１０の付勢力よ
りも大）。

【００２５】アクセル５を戻し操作すると、これに応じ
てモ−タ９が第３部材３を下方へ変位させ、これにより
第２部材２も下方へ変位されて、スロットル弁７の開度
が減少される。このようにして、アクセル開度に応じた
スロットル開度となるが、このとき第２部材２と第３部
材３とは、第２スプリング１０によって一体動される。

【００２６】いま、何等かの原因により、モ−タ９が故
障、例えばスロットル弁７がある開度に開かれた状態で
モ−タ９が固着状態で故障したとき、あるいやモ−タ９
が暴走したときは、アクセル５を戻し操作することによ
り、スロットル弁７が全閉とされて、フェイルセ−フと
なる。すなわち、アクセル５を全閉に戻すと、第１部材
１が第１スプリング６によって強制的に下方へ変位さ
れ、この第１スプリング６による付勢力は第２スプリン
グ１０の付勢力よりも大きいので、結局、第２部材２は
第１部材１を介して強制的に下方へ変位されて、スロッ
トル弁７が全閉とされる。

【００２７】いま、アクセル５がある開度に保持されて
いるとき、例えば全閉位置に保持されているときを考え
る。このとき、スロットル弁７も全閉位置にあるが、第
２部材２と第３部材３とは第２スプリング１０により互
いに一体関係を維持しているので、モ−タ９の通電をカ
ットしても、モ−タ９の位置狂いは生じないものとな
る。そして、モ−タ９への通電カットにより、モ−タ９
のハンチングというものが生じないものとなる。

【００２８】通電をカットした後のモ−タ９の位置とス
ロットル弁７の開度とは常に対応関係が維持されてい
る。したがって、モ−タ９への通電カット後にアクセル
開度が変化されても、再びモ−タ９へ通電開始するとき
にモ−タ９の位置合せというものが不用になり、アクセ
ル開度の変化に追従してすみやかにモ−タ９を当該アク
セル開度に応じた位置となるように駆動制御を行なっ
て、スロットル弁７の開度をすみやかにアクセル開度に
対応したものとすることができる。

【００２９】さらに、モ−タ９がフリ−に回転し得る状
態で故障した際、あるいはモ−タ９が回転不能な固着状
態で故障したときは、リンプフォ−ムを得ることができ
る。この点を詳述すると、例えばスロットル弁７が全閉
状態でモ−タ９が上述のように故障したときに、アクセ
ル５を踏込み操作してあるアクセル開度にすると、この
アクセル開度に応じた位置にまで第１部材１が上方へ変
位される。第１部材１の上方への変位により、その最小
開度規制部１ｂが第２部材２を上方へと変位させようと
する。このとき、モ−タ９の固着故障により、第３部材
３が固定されていても、第２スプリング１０が弾性変形
して、この弾性変形の範囲で、第２部材２が上方へ変位
し得ることになる。これにより、アクセル開度に応じた
必要最小限のスロットル開度が得られて、修理工場へ向
かう等の走行が可能になる。

【００３０】図２は本発明の他の実施例を示すもので、
前記実施例を同一構成要素には同一符号を付してその説
明は省略する。本実施例では、図１のものに対して、第
３部材３を第４部材１４と第５部材１５との分割構成と
し、かつ第２スプリング１０を第３スプリング１６と第
４スプリング１７との分割構成としてある。

【００３１】第４部材１４は、第２部材２に対してスロ
ットル弁閉方向から当接可能とされて、第３スプリング
１６によって、該第２部材２に対して当接されている。
この第３スプリング１６の付勢力は、第１スプリング６
の付勢力よりも小さくされている。なお、第４部材１４
と第２部材２との当接部を、１４ａあるいは２ｃとして
示してある。第５部材１５は、モ−タ９によって上下方
向に駆動される。この第５部材１５は、前記第４部材１
４に対してスロットル弁開方向から当接可能とされて、
第４スプリング１７によって、該第４部材１４に対して
当接されている。なお、第４部材１４と第５部材１５と
の当接部を、１４ｂあるいは１５ａとして示してある。

【００３２】本実施例では、実質的に図１の場合と同様
の効果を奏するが、第２部材２と第４部材１４と第５部
材１５とは、当接状態を維持した完全な一体物として変
位するので、すなわちスプリング１６、１７の弾性変形
に起因するモ−タ位置と第２部材２の位置との位置狂い
というようなことは何等生じないので、モ−タ９による
精度のよいスロットル弁７の駆動制御を行なうことがで
きる。ただし、リンプフォ−ムの際は、第４部材１４と
第５部材１５とが離間することもある。

【００３３】前述の図１、図２の各実施例の場合、第１
部材１〜第３部材３（第４部材１４、第５部材１５）を
回動型とするのが、車両への塔載性等を考えると実用的
である。この回動型とした場合の例を図３に示してあ
る。この図３は、図１のものに対応しており、したがっ
て、図１の構成要素と同一構成要素には同一符号を付し
てある。

【００３４】図３において、第１部材１としてのプ−リ
がスロットル軸８に回転自在に嵌合保持される。また、
スロットル軸８には、第２部材２の当接部２ａ、２ｂを
構成するレバ−２１が一体回転するように取付けられる
と共に、リンク２２の基端部が固定されている。

【００３５】一方、モ−タ９の出力軸２３には、第３部
材３としてレバ−が一体回転するように取付けられ、こ
のモ−タ出力軸２３と同軸上に、レバ−２４が配置され
る。このレバ−２４と一体の回転軸２５には、リンク２
６の一端部が一体回転するように取付けられている。上
記リンク２６の他端部は、リンク２７の一端部に対して
ピン２８により回動自在に連結され、リンク２７の他端
部は、ピン２９により、前記リンク２２の先端部に回動
自在に連結されている。

【００３６】第２スプリング１０はコイルスプリングと
されて、その一端１０ａが第３部材としてのレバ−３に
形成された係止孔３ａに挿入され、その他端１０ｂが、
レバ−２４に形成された係止孔２４ａに挿入されてい
る。

【００３７】このように、図３に示す例では、図１の第
２部材２に相当する部材が、各部材２１、２２、２４〜
２９によって構成されている。図３は、スロットル弁７
が全閉状態のときを示しており、この全閉状態からスロ
ットル弁７を開く方向の各部材の動きを矢印で示してあ
る。なお、図３に示す構成の作用そのものは図１のもの
と同様なので、これ以上詳細な説明は省略する。

【００３８】図４には、図２に示すものを回動型とした
例を示している。図４は、第２部材２、第４部材１４、
第５部材１５、第３スプリング１６、第４スプリング１
７の各部分を示してあり、図示されていない部分は、図
３と同様に構成されている。この図４の場合は、図３の
レバ−２４に代るレバ−３１が設けられて、このレバ−
３１に当接部２ｃが形成されている。なお、図４は、図
２に付した符号との対応関係からしてその構成が明らか
であり、また作用も図２の場合と同じなので、その詳細
な説明は省略する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図は本発明の一実施例を示す機構図。

【図２】図２は本発明の他の実施例を示す機構図。

【図３】図３は本発明のより具体的な例を示すもので、
図１に対応したものの分解斜視図。

【図４】図４は本発明のより具体的な例を示すもので、
図２に対応したものの要部分解斜視図。

【符号の説明】

１：第１部材 １ａ：最大開度規制部 １ｂ：最小開度規制部 ２：第２部材 ２ａ：当接部 ２ｂ：当接部 ２ｃ：当接部 ３：第３部材 ５：アクセル ６：第１スプリング ７：スロットル弁 ８：スロットル軸 ９：モ−タ １０：第２スプリング １４：第４部材 １４ａ：当接部 １４ｂ：当接部 １５：第５部材 １５ａ：当接部 １６：第３スプリング １７：第４スプリング

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アクセルと連動し、最大開度規制部と最小
   開度規制部とを有する第１部材と、 前記第１部材をアクセル戻り方向に付勢する第１スプリ
   ングと、 スロットル弁と連動し、前記最大開度規制部と最小開度
   規制部との間で変位可能とされた第２部材と、 モ−タによって駆動され、前記第２部材に対してスロッ
   トル弁閉方向から作用される第３部材と、 前記第１スプリングよりも小さい付勢力とされ、前記第
   ３部材に対して所定範囲前記第２部材がスロットル弁開
   方向へ動き得るように連結すると共に、該第３部材の動
   きに前記第２部材を追従させる第２スプリングと、を備
   えていることを特徴とするスロットル弁の駆動装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記第２スプリングによって前記第２部材と第３部材と
   を弾力的に連結して、該第２スプリングの弾性変形し得
   る範囲において前記第２部材が第３部材に対してスロッ
   トル弁開方向に所定範囲相対変位し得るもの。
3. 【請求項３】請求項１において、 前記第３部材が、前記第２部材にスロットル弁閉方向か
   ら当接される第４部材と、前記モ−タにより駆動されて
   該第４部材に対してスロットル弁開方向から当接される
   第５部材との分割構成とされ、 前記第２スプリングが、前記第２部材と第４部材とを当
   接させる第３スプリングと、前記第４部材と第５部材と
   を当接させる第４スプリングとの分割構成とされている
   もの。